CN114083923A - 一种水彩笔、水彩笔剩余墨量检测方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水彩笔、水彩笔剩余墨量检测方法及装置，属于学习用品领域。水彩笔包括笔壳、笔头和墨囊，墨囊与笔头相连接，笔壳设有与墨囊相连接的注墨孔，注墨孔上可拆卸连接有密封塞。装置包括盒体和盒盖，盒体的内底壁上设置有用于装载水彩笔的装载孔；盒盖的内底壁上安装有PCB板，PCB板上设置有用于检测墨囊的渐变参数信息的检测装置，渐变参数信息为墨囊中随墨囊的墨量减少而发生变化的参数的信息；盒盖的内底壁上还安装有与PCB板电性连接的处理器和电池，处理器用于根据渐变参数信息计算水彩笔的剩余墨量，电池用于为PCB板供电。本发明提出的水彩笔不但便于装填墨水，还能够及时且方便地检测水彩笔的剩余墨量。
Description
技术领域
本发明涉及学习用品领域，特别涉及一种水彩笔、水彩笔剩余墨量检测方法及装置。
背景技术
美术课上,画画时会遇见常用颜色的水彩笔墨水用完,而不常用的颜色的水彩笔墨量却剩余较多的情况,而在课堂上给水彩笔加墨是比较因难的,找同学借用水彩笔又会影响课程。
另外，现有的水彩笔加墨非常麻烦,水彩笔后面的盖子很难拔开,就算拔开了,也不容易掌握加墨的量,经常加的满手都是墨,而如果不加墨,就要为了个别几种颜色再去购买一盒水彩笔,而不常用颜色的水彩笔复购会造成极大的浪费。
当水彩笔较长时间不用时,里面的墨水就会干掉,导致在使用时,水彩笔无法快速投入使用,例如当画完画后忘记把水彩笔的盖子盖上,等下次再用的时候就会发现墨水已经干了。
发明内容
针对现有技术存在的水彩笔墨水不能添加以及添加过程繁琐的问题，本发明的目的在于提供一种水彩笔、水彩笔剩余墨量检测方法及装置。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
第一方面，本发明提供一种水彩笔，包括笔壳、安装在所述笔壳首端的笔头以及位于所述笔壳内的墨囊，所述墨囊与所述笔头相连接，所述笔壳的尾端设置有注墨孔，所述注墨孔与所述墨囊相连接，且所述注墨孔上可拆卸连接有密封塞。
第二方面，本发明还提供一种水彩笔剩余墨量检测方法，所述方法包括以下步骤：
将待测水彩笔的密封塞打开，通过检测装置检测墨囊的至少一项渐变参数信息，所述渐变参数为墨囊中随墨囊的墨量减少而发生变化的参数；
将所述渐变参数信息与预设的阈值范围进行对比，获得所述渐变参数信息在所述阈值范围内的位置；
根据所述渐变参数信息在所述阈值范围内的位置确定所述待测水彩笔的剩余墨量。
优选的，所述渐变参数为所述墨囊的电阻。
优选的，所述阈值范围包括最大电阻值和最小电阻值，所述最大电阻值为所述水彩笔不可书写时墨囊的电阻值，所述最小电阻为所述水彩笔满墨时墨囊的电阻值，所述最大电阻值和所述最小电阻值通过实验获得。
第三方面，本发明还提供一种水彩笔剩余墨量检测装置，包括盒体和盒盖，所述盒体的内底壁上设置有用于装载所述水彩笔的装载孔；所述盒盖的内底壁上安装有PCB板，所述PCB板上设置有用于检测所述墨囊的渐变参数信息的检测装置，所述渐变参数信息为墨囊中随墨囊的墨量减少而发生变化的参数的信息；所述盒盖的内底壁上还安装有与所述PCB板电性连接的处理器和电池，所述处理器用于根据所述渐变参数信息计算所述水彩笔的剩余墨量，所述电池用于为所述PCB板供电。
优选的，所述PCB板上还设置有板载磁铁，所述水彩笔的尾端设置有与所述板载磁铁相互吸引的笔载磁铁。
优选的，所述处理器为ESP32芯片。
优选的，所述盒体的内底壁上设置有多个所述装载孔，所述PCB板上一一对应地设置有多个所述检测装置。
优选的，所述盒体的表面还设置有供电开关和检测开关，所述供电开关连接在所述电池与所述PCB板之间，所述检测开关连接在所述处理器与所述PCB板之间。
优选的，所述检测装置包括检测电路和探针；所述探针有两个并均固定安装在所述水彩笔中的密封塞上，且所述探针用于伸入至所述墨囊内；所述检测电路固定安装所述PCB板上且所述检测电路上设置有与所述探针相适配的触点，所述检测电路用于根据在所述探针通电后获取所述墨囊的渐变参数信息。
采用上述技术方案的水彩笔，由于在笔壳的尾端设置注墨孔、注墨孔与墨囊相连接以及注墨孔上密封塞的设置，使得墨囊中的墨水用完后，取下密封塞即可通过注墨孔对墨囊进行加墨操作，从而使水彩笔能够重复利用，不会出现因少数水彩笔墨水用完而整套购买的浪费情况发生。
采用上述技术方案的水彩笔剩余墨量检测装置，当水彩笔装载在盒体内后，盒盖上PCB板上的检测装置即可及时获取到墨囊的渐变参数信息，并基于此计算获得墨囊的剩余墨量，从而方便快速地获取水彩笔的剩余墨量情况，以便于对剩余墨量不足的水彩笔进行墨水加注操作。
附图说明
图1为本发明实施例一中水彩笔的结构示意图；
图2为本发明实施例二中水彩笔剩余墨量检测装置的结构示意图；
图3为本发明实施例二中水彩笔剩余墨量检测装置的剖视图；
图4为图3中A处的局部放大图。
图中:1-笔壳、2-笔尖、3-墨囊、4-密封塞、5-盒体、6-盒盖、7-PCB板、8-检测装置、81-探针、82-检测电路、9-处理器、10-电池、11-板载磁铁、12-笔载磁铁、13-供电开关、14-检测开关。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示对本发明结构的说明，仅是为了便于描述本发明的简便，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
对于本技术方案中的“第一”和“第二”，仅为对相同或相似结构，或者起相似功能的对应结构的称谓区分，不是对这些结构重要性的排列，也没有排序、或比较大小、或其他含义。
另外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个结构内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据本发明的总体思路，联系本方案上下文具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一
一种水彩笔100，如图1所示，包括笔壳1、笔头2、墨囊3、注墨孔和密封塞4。笔壳1整体呈圆柱形壳状结构，笔壳1的首端通常配置为适于书写使用的锥台形，笔壳1的首端开设有安装孔，笔头2则固定安装在该安装孔中，并使得笔头2连通笔壳1的内外两端。墨囊3通常包括防水塑料围成的外壳以及填充在外壳内的吸水材料，通过吸水材料存储墨水，墨囊3的其中一端与笔头2伸入到笔壳1内的一端相连接，以便于墨水从墨囊3中传递到笔头2上。笔壳1尾端的端面配置为平面状，而注墨孔则开设在笔壳1的尾端的端面上，并且上述墨囊3的另一端与该注墨孔无缝相连，而密封塞4则可拆卸地安装在注墨孔上，以便于水彩笔使用时封闭注墨孔以防止墨水卸料，而在需要加注墨水时取下密封塞4即可通过注墨孔向墨囊3内添加墨水。
其中，密封塞4配置为橡胶塞，其上预先开设有通孔，通孔通常藉由密封塞4自身的弹性而处于封闭状态，当需要检测墨囊3中剩余墨量时，外部检测装置的探头可经由通孔伸入至墨囊3中获取数据信息。
实施例二
一种水彩笔剩余墨量检测装置，该装置用于检测实施例一中公开的水彩笔100的剩余墨量。如图2-4所示，该装置包括盒体5和盒盖6，盒体5优选配置为顶面敞开的矩形壳状结构，盒盖6嵌装在盒体5的顶面以进行封闭。
盒体5的内底壁上设置有用于装载水彩笔100的装载孔，装载孔的形状、大小和布置方向适于使水彩笔100呈竖直状稳固地装载在盒体5中，例如装载孔呈方形且其内壁外切于水彩笔100的圆周侧壁。通常装载孔配置有多个，并呈规则的矩阵分布，如此能够使得本实施例的装置能够一次性对多个例如一套水彩笔进行剩余墨量检测。
盒盖6的内底壁上安装有PCB板7，PCB板7上设置有与水彩笔100数量相同的检测装置8，并且在盒盖6覆盖在盒体5上时，各检测装置8与水彩笔100一一对应，而检测装置8则用于检测水彩笔100中墨囊3的渐变参数信息。渐变参数指的是墨囊3中随墨量减少而发生变化的参数，例如墨囊3的电阻值。检测装置8则包括检测电路和探针；其中，探针固定安装在密封塞4中，并且探针配置有两个并同时向墨囊3内延伸，探针的端部均露出在密封塞4的外侧；而检测电路固定安装在PCB板7上，检测电路包括有两个用于连接探针的触点，以便于盒盖6与盒体5相配合时，墨囊3、探针与检测电路一同形成电流通路，当检测装置8通电后，检测电路即反馈一电压或电流信号，根据该电压或者电流信号的大小即可计算获得墨囊3的电阻值，即上述的渐变参数信息。
另外，盒盖6的内底壁上还安装有与PCB板7电性连接的处理器9和电池10，其中，上述的PCB板7与盒盖6的内底面之间具有一间隙空腔，而处理器9和电池10则位于该间隙空腔内。上述处理器9用于根据渐变参数信息计算出各水彩笔100的剩余墨量，而电池10则用于为PCB板7供电。本实施例中，可通过实验的方式获取各水彩笔100满墨时墨囊3的电阻值(最小电阻)以及各水彩笔100不可书写时墨囊3的电阻值(最大电阻)，通常，水彩笔剩余墨量与墨囊3的电阻值是呈线性变化的关系，因此处理器只需要计算各水彩笔100实际测量得到的墨囊3的电阻值，即可对应地计算出墨囊3的剩余墨量。
例如本实施例中处理器9配置为ESP32芯片，其不但能够完成上述的计算过程，还具有通信功能，以便于将各水彩笔100的剩余墨量发送出去，以便于学生或者家长通过手机、电脑等终端设备及时掌握。
在一个优选的实施例中，为了提高水彩笔100与PCB板7的定位和连接效果，避免错位，在PCB板7上还设置有板载磁铁11，对应的在水彩笔100的尾端的端面上设置有与板载磁铁11相互吸引的笔载磁铁12。并且考虑到注墨孔的存在，配置笔载磁铁12呈环状，注墨孔开设在笔载磁铁12的中心处。
考虑到并不是需要持续地对水彩笔的墨囊剩余墨量进行检测，因此在一个优选的实施例中，在盒体5的表面还设置有供电开关13和检测开关14，其中，供电开关13连接在电池10与PCB板7之间以便于控制总电源的通断，检测开关14则连接在处理器9与PCB板7之间以便于控制检测墨囊剩余墨量的开始和结束。
实施例三
一种水彩笔剩余墨量检测方法，该方法应用于实施例二公开的装置，该方法用于对实施例一公开的水彩笔进行墨囊剩余墨量的检测，方法包括以下步骤：
将待测水彩笔的密封塞打开，通过检测装置检测墨囊的至少一项渐变参数信息，渐变参数为墨囊中随墨囊的墨量减少而发生变化的参数；
将渐变参数信息与预设的阈值范围进行对比，获得渐变参数信息在阈值范围内的位置；
根据渐变参数信息在阈值范围内的位置确定待测水彩笔的剩余墨量。
其中，上述的渐变参数为墨囊的电阻，阈值范围包括最大电阻值和最小电阻值，最大电阻值为水彩笔不可书写时墨囊的电阻值，最小电阻为水彩笔满墨时墨囊的电阻值，最大电阻值和最小电阻值通过实验获得。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种水彩笔，包括笔壳、安装在所述笔壳首端的笔头以及位于所述笔壳内的墨囊，所述墨囊与所述笔头相连接，其特征在于：所述笔壳的尾端设置有注墨孔，所述注墨孔与所述墨囊相连接，且所述注墨孔上可拆卸连接有密封塞。
2.一种用于如权利要求1所述水彩笔的剩余墨量检测方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
将待测水彩笔的密封塞打开，通过检测装置检测墨囊的至少一项渐变参数信息，所述渐变参数为墨囊中随墨囊的墨量减少而发生变化的参数；
将所述渐变参数信息与预设的阈值范围进行对比，获得所述渐变参数信息在所述阈值范围内的位置；
根据所述渐变参数信息在所述阈值范围内的位置确定所述待测水彩笔的剩余墨量。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述渐变参数为所述墨囊的电阻。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述阈值范围包括最大电阻值和最小电阻值，所述最大电阻值为所述水彩笔不可书写时墨囊的电阻值，所述最小电阻为所述水彩笔满墨时墨囊的电阻值，所述最大电阻值和所述最小电阻值通过实验获得。
5.一种用于如权利要求1所述水彩笔的剩余墨量检测装置，包括盒体和盒盖，其特征在于：所述盒体的内底壁上设置有用于装载所述水彩笔的装载孔；所述盒盖的内底壁上安装有PCB板，所述PCB板上设置有用于检测所述墨囊的渐变参数信息的检测装置，所述渐变参数信息为墨囊中随墨囊的墨量减少而发生变化的参数的信息；所述盒盖的内底壁上还安装有与所述PCB板电性连接的处理器和电池，所述处理器用于根据所述渐变参数信息计算所述水彩笔的剩余墨量，所述电池用于为所述PCB板供电。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述PCB板上还设置有板载磁铁，所述水彩笔的尾端设置有与所述板载磁铁相互吸引的笔载磁铁。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述处理器为ESP32芯片。
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述盒体的内底壁上设置有多个所述装载孔，所述PCB板上一一对应地设置有多个所述检测装置。
9.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述盒体的表面还设置有供电开关和检测开关，所述供电开关连接在所述电池与所述PCB板之间，所述检测开关连接在所述处理器与所述PCB板之间。
10.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述检测装置包括检测电路和探针；所述探针有两个并均固定安装在所述水彩笔中的密封塞上，且所述探针用于伸入至所述墨囊内；所述检测电路固定安装所述PCB板上且所述检测电路上设置有与所述探针相适配的触点，所述检测电路用于根据在所述探针通电后获取所述墨囊的渐变参数信息。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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